4.5光的衍射 自主提升过关练（word解析版）

4.5光的衍射 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．下列光的实验图样中，属于单色光双缝干涉图样的是（　　）
A． B．
C． D．
2．在下列各组所说的现象中，都表现出光具有粒子性的是（　　）
A．光的折射现象、衍射现象
B．光的反射现象、干涉现象
C．光的衍射现象、光电效应现象
D．光电效应现象
3．某实验小组用自制狭缝观察光的干涉、衍射现象，在光屏上分别得到图乙、图丙两幅图样。关于P处放置的自制狭缝，下列说法正确的是（　　）
A．乙对应双缝，丙对应单缝
B．乙对应单缝，丙对应双缝
C．都是单缝，乙对应的单缝较宽
D．都是双缝，丙对应的双缝间距较大
4．图甲是可见光单缝衍射图；图乙是白光通过三棱镜，两次折射形成的七色光带。下列说法正确的是（　　）
A．光的干涉条纹的形成和光的衍射条纹的形成原理相似，都可认为是两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的
B．各种颜色的光通过三棱镜，光线两次折射均向底面偏折，光的波长越短，三棱镜对这种光的折射率越小，光在三棱镜中传播的速度越小
C．不同颜色的光通过三棱镜，三棱镜对光的折射率越小，光的波长越短，光子动量越大
D．不同颜色的光通过三棱镜，三棱镜对光的折射率越小，光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距越小
5．一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（ ）
A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
6．主动刹车系统在汽车上已经得到广泛运用，人们在汽车的前部安装毫米波雷达，利用雷达波监测驾驶员难以观察的盲区，可通过语音信号提示驾驶员注意行车安全，或汽车主动刹车。关于毫米波（微波），下列说法正确的是（　　）
A．毫米波不能在真空中传播
B．毫米波比紫外线的波长短
C．毫米波在同种均匀介质中沿直线传播
D．毫米波不能产生衍射现象
7．下列说法中正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光通过圆孔时发生折射现象形成的
B．肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的色散
C．绿色和黄色的光在不同介质中传播时波长可能相同
D．光导纤维利用了光的漫反射
8．以下关于如图光学知识的叙述中，不正确的是（　　）
A．甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象
B．乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的
C．丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理
D．丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号，是利用光的全反射
9．下列说法中正确的是（　　）
A．荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光的折射
B．将双缝干涉实验中的双缝间距调小会导致干涉条纹间距变小
C．生活中不容易观察到光的衍射现象是因为光的波长太短
D．当观察者向声源运动时，观察者听到的声音的频率变小
10．在旅游景点经常见到人造彩虹，彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射、再折射后形成的，其光线传播路径如图所示，图中的圆面代表水珠过球心的截面，太阳光平行截面射入球形水珠后，最后出射光线a、b分别代表两种不同颜色的光线，则a、b两光相比较（　　）
A．水珠对a光的折射率小于对b光的折射率
B．在同一介质中，a光的传播速度大
C．分别照射同一狭缝，a光通过狭缝时的衍射现象更明显
D．从水中射入空气时，b光发生全反射的临界角更大
11．如图所示，一定强度的一束复色光沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心点，经过玻璃砖后有三束光射出，下列说法错误的是（　　）
A．光折射率比光折射率小
B．光比光更容易发生明显的衍射现象
C．入射光的入射角从零开始增大，光比光先消失
D．在真空中光的波长比光的短
12．近年来，我国科技飞速发展，在国防科技方面，科学家们研发的反隐身米波雷达堪称隐身战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在范围内，则对该无线电波的判断正确的是（　　）
A．米波的频率比厘米波频率高 B．米波和机械波一样须靠介质传播
C．米波是外层电子跃迁得到的 D．米波比红外线更容易发生衍射现象
13．为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于射入棱镜，经两次反射后光线垂直于射出，且在、边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光（　　）
A．a光的频率比b光的频率大
B．b光比a光更容易发生衍射现象
C．在棱镜内，a光的传播速度比b光的大
D．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
14．关于光的衍射现象，下面说法正确的是(　　)
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
C．白光的单缝衍射图样是彩色条纹
D．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射
15．在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　）
A．中央条纹较两侧更宽
B．中央条纹较两侧更窄
C．双缝间距离越小条纹间距离越大
D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹
二、解答题
16．分析以下现象产生的原因：
（1）通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光；
（2）隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒；
（3）光线照在花布上，可以看见花布上的图样。
17．在观察光的衍射现象的实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将如何变化 该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律。在什么情况下光才可视为直线传播
参考答案
1．A
【详解】
单色光双缝干涉图样出现的是明暗相间的等间距的条纹，如图A；单缝衍射出现中间宽，两边窄的明暗相间的条纹，如图B，而D图案是复色光单缝衍射图案，出现的是彩色条纹；C图案是小孔衍射图案。
故选A。
2．D
【详解】
A. 光的折射现象不能说明光的粒子性，衍射现象说明光的波动性，故A错误；
B. 光的反射现象不能说明光的粒子性，干涉现象说明光的波动性，故Ｂ错误；
C. 光的衍射现象说明光的波动性，光电效应现象说明光的粒子性，故C错误；
D. 光电效应现象说明光的粒子性，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】
双缝干涉是亮暗相间的等宽条纹，单缝衍射图像的中间是宽亮条纹，两侧是明暗交替的窄条纹，所以图乙是双缝干涉，图丙是单缝衍射。
故选A。
4．A
【详解】
A．从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的，A正确；
B．根据三棱镜对光的色散规律可知，三棱镜对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大，即波长越短，折射率越大，结合可知光在三棱镜中传播的速度越小，B错误；
CD．折射率越小，光的频率越小，光的波长越大，光子动量越小，干涉条纹间距越大，CD错误；
故选A。
5．A
【详解】
波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v = λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，而本题为使衍射现象更不明显，则增大小孔尺寸，同时增大水波的频率。
故选A。
6．C
【详解】
A．毫米波属于无线电波，在介质中和真空中均可以传播，A项错误；
B．毫米波比紫外线的波长长，B项错误；
C．毫米波的波长短，其传播形式跟光一样，在同种均匀介质中是沿直线传播的，C项正确；
D．衍射是所有波特有的现象，只是毫米波的波长短，遇到障碍物时衍射现象不明显，D项错误。
故选D。
7．C
【详解】
A．泊松亮斑是光绕过不透光的圆盘边缘时发生衍射现象形成的，故A错误；
B．肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的薄膜干涉，故B错误；
C．光的波长λ与频率υ和折射率n的关系可表示为
绿色和黄色的光频率υ不同，不同的介质折射率n不同，但当上述两个物理量乘积相同时，则波长λ相同，故C正确；
D．光导纤维利用了光的全反射，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象，A正确，不符合题意；
B．乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同，从而导致偏折程度不同，形成色散现象，B正确，不符合题意；
C．丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉，将反射光减弱，从而增强透射光，C错误，符合题意；
D．丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号，是利用光的全反射，D正确，不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
A．入射光线进入水珠后，被水珠的后表面反射，再进入空气时,发生全反射，所以，水珠看起来特别明亮。A错误；
B．将双缝干涉实验中的双缝间距调小，根据 可知，干涉条纹间距变大。B错误；
C．明显衍射的条件是小孔或障碍物的尺寸与波的波长相比差不多或更小。因为光波的波长太小，所以不易观察到。C正确；
D．当观察者向声源运动时，根据多普勒效应，观察者听到的声音的频率变大。D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．由光路图可知，a光的偏折较大，a光的折射率大于b光的折射率，A错误；
B．根据
可知，a光折射率大，在同一种介质中速度较小，B错误；
C．a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，根据
可知，a光的波长小于b光的波长，b光发生衍射现象更明显，C错误；
D．根据
可知，b光发生全反射的临界角更大，D正确；
故选D。
11．D
【详解】
A．由图可知光的偏折程度比和光小，所以光的折射率比光的小，选项A正确；
BD．在同种介质中折射率大的频率高，由知频率大的波长短，即在真空中光的波长比光的长，则光比光更容易发生明显的衍射现象，选项B正确，D错误；
C．由可知，B光的临界角大，若入射光的入射角从零开始增大，光比光先消失，选项C正确。
本题选错误的，故选D。
12．D
【详解】
A．根据
可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米波频率低，故A错误；
B．无线电波是电磁波，不需要介质，故B错误；
C．外层电子得跃迁不可能产生波长的米波，故C错误；
D．波长大的波更容易发生衍射现象，因为米波的波长比红外线的波长大，那么它就比红外线更容易发生衍射现象，故D正确。
故选D。
13．CD
【详解】
A．由题可知在CD面b光发生了全反射，故a光的临界角大于b光的临界角，根据
可知，a光的折射率小于b光的折射率，所以a光的频率比b光的频率小，A错误；
B．由于a光的频率比b光的频率小，故a光的波长大于b光的波长，所以a光比b光更容易发生衍射现象，B错误；
C．由
可知，在棱镜内，a光的传播速度比b光大，C正确；
D．
可知以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小，D正确。
故选CD。
14．ACD
【详解】
A．单色光照到单缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，选项A正确；
BC．白光的衍射图样是彩色条纹，选项B错误，C正确；
D．光照到不透明圆盘上，在其阴影中心出现光点，是衍射现象，故D正确；
故选ACD。
15．CD
【详解】
ABC．在双缝干涉实验中，由
可知，屏上出现了等间距的明暗相间的条纹，且双缝间距离d越小，条纹间距越大，故AB错误，C正确；
D．遮住一条缝后，光发生单缝衍射，所以屏上仍有明暗相间的条纹，故D正确。
故选CD。
16．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；
【详解】
(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射，在适当的角度，各色光分离较大，可看到彩色光。
(2)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙，产生衍射，因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。
(3)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时，红色花纹反射红色光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色，同理可以看到各种花纹反射的各种颜色的光，这样就可以看到花布的图样。
17．减小；光的波长比障碍物小得多
【详解】
保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将减小；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在光的波长比障碍物小得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。